全國大學生電子設計與製作技能實訓 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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來清民 著

圖書標籤:

• 電子設計
• 電子製作
• 技能實訓
• 大學生
• 實操
• 電路
• 單片機
• 嵌入式
• 創新實踐
• STEM教育

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787512368064

版次：1

商品編碼：11721346

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-07-01

用紙：膠版紙

頁數：292

字數：445000

內容簡介

　　電子技術基礎課程的“技能實訓”、“課程設計”是工科電類各專業的重要實踐教學環節，在電子技術基礎的教學中舉足輕重，它既是學生在認知過程中感性認識和理性認識相輔相成的必要環節，又是學生從課堂學習走嚮工程實際的紐帶和橋梁。
　　《全國大學生電子設計與製作技能實訓》根據全國大學生電子設計、實訓和競賽的特點采用項目驅動機製，精心挑選瞭模擬電路、數字電路、高頻電路、傳感器應用、信號發生器、電源電路和單片機應用等31個製作實例，介紹瞭製作實訓的目的、器材、主要元器件特性、電路結構、製作步驟、調試方法、性能測試方法等內容。內容由易到難，循序漸進，豐富實用，敘述簡潔清晰，實踐性強，注重訓練學生製作、裝配、調試與檢測等實際動手能力。

內頁插圖

目錄

前言
1 1.1 萬用錶基礎知識
1.2 常用萬用錶的使用
1.3 項目1 萬用錶操作實訓
2.1 電阻和電容基礎知識
2.2 項目2 電阻和電容的檢測
2.3 電阻和電容的選用
2.4 電磁感應器件基礎知識
2.5 項目3 電感、變壓器和電聲器件的檢測和選用實訓
2.6 半導體器件基礎知識
2.7 項目4 晶體管的測量和選用實訓
3.1 焊接技術基礎知識
3.2 焊接方法步驟
3.3 項目5 白噪聲電子催眠器的設計製作
3.4 項目6 閃爍彩色廣告燈的設計製作
3.5 項目7 新穎的電子滅鼠器設計與製作實訓
4.1 模擬電子技術基礎知識
4.2 項目8 電子驅蚊器的設計製作
4.3 項目9 有水位檢測保護的超聲波霧化器的設計製作
4.4 項目10 光控三路輸齣LED變色彩燈的設計製作
4.5 項目11 D類功率放大器設計與製作實訓
4.6 項目12 多種波形發生器的設計製作
5.1 數字電子技術基礎知識
5.2 數字係統設計流程
5.3 項目13 電子生日蠟燭的設計與製作
5.4 項目14 邏輯筆的設計與製作
5.5 項目15 能依次奏響九種音符音樂門鈴的設計與製作
5.6 項目16 數字電子鍾邏輯電路的設計與製作
5.7 項目17 八路智力競賽搶答器的設計與製作
6.1 傳感器基礎知識
6.2 項目18 人體紅外綫感應報警器的設計與製作
6.3 項目19 基於AD590電子溫度計的設計與製作
6.4 項目20 傢用可燃氣體檢測報警係統的設計與製作
6.5 項目21 數字式溫濕度測量裝置設計與製作實訓
7.1 電子技術綜閤設計概述
7.2 項目22 紅外綫心率計的設計與製作
7.3 項目23 3⒉位數字式萬用錶的組裝與調試實訓
8.1 單片機應用係統設計概述
8.2 項目24 具有應急功能的智能交通燈設計與製作實訓
8.3 項目25 智能循跡機器人的設計與製作
8.4 項目26 智能汽車倒車防撞報警器的設計與製作
8.5 項目27 多路溫度采集係統的設計與製作
9.1 電子競賽有關知識
9.2 項目28 智能小車的設計與製作
9.3 項目29 簡易電阻、電容和電感測試儀的設計與製作
9.4 項目30 紅外光通信係統的設計與製作
9.5 項目31 智能LED颱燈的設計與製作

前言/序言

　　隨著科學技術的發展和人類的進步，電子技術已經成瞭各種工程技術的核心，特彆是進入信息時代以來，電子技術更是成瞭基本技術，其具體應用領域涵蓋瞭通信、控製係統、測試係統、計算機等各行各業。電子技術的齣現和應用，使人類進入瞭高新技術時代，電子技術誕生的曆史雖短，但深入的領域卻是最廣最深，而且成為人類探索宇宙宏觀世界和微觀世界的物質技術基礎。
　　我國高等教育涉及電子技術相關的專業很多，如機電一體化技術、電氣自動化技術、電力係統、自動化技術、檢測技術及應用、電機與電器、焊接技術及自動化、電子信息工程技術、應用電子技術、電子測量技術與儀器、測控技術與儀器、智能電網信息工程、光源與照明、電子信息工程、電子科學與技術、通信工程等專業。如何提高學生的電子技術實際操作水平是關係國傢科技發展的大事情。
　　電子技術屬於實踐性很強的專業，容不得眼高手低，電子技術不是僅通過聽課、理論學習和做一些驗證性實驗就能學會，要進行實際訓練纔能掌握其精髓，課外設計、課程設計、畢業設計等都是實訓的很好途徑。
　　本書的特點是采用項目驅動機製，實訓內容安排由易到難，循序漸進，豐富實用，將電子技術技能知識寓於項目製作實例之中。學生在電子技術實訓中親自動手製作和焊接，不僅能體會到製作的樂趣，還能學到技能和知識。
　　第1～3章是基本技能訓練，這部分共有7個項目供讀者練習製作，通過這些項目的實訓。讀者應該掌握萬用錶的使用、電子元件的識彆和選用、焊接技術等基本技能。第4～6章是電子技術技能訓練的關鍵章節，這部分共有14個項目供讀者訓練，通過這部分練習，讀者不僅可以提高模擬電子技術設計、數字電子技術設計和傳感器使用的基本能力，還可以對電子技術有一個深刻認識，提高理論水平，奠定瞭深入探索電子技術的基礎；第7～9章是電子技術能力提高的章節，這部分共選擇瞭10個項目供讀者練習，通過這部分實訓，讀者不僅可以掌握電子技術硬件電路設計的精華，還可以提高軟件設計的水平，叩開全國電子技術大賽的大門。
　　在本書的編寫過程中，得到瞭很多人的支持和幫助。首先感謝學校提供瞭電路與係統重點學科這樣一個平颱，感謝領導和同事的支持和幫助，感謝我的父母，是他們從小培養我的學習能力；感謝我的學生張翠莉、魏香香、李金桂和鬍荷娟，她們在繁忙的學習中，製作和驗證瞭書中大部分項目和例程。本書在編寫過程中參考瞭國內外一些同仁在電子技術等方麵的文獻及資料，參考瞭一些優秀學生的課程設計和畢業設計，在此對他們錶示衷心感謝。
　　由於編者的水平有限，全書完成得也比較倉促，書中齣現錯誤和不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正，提齣寶貴意見。
　　編者2015年4月

《數字創想：從概念到原型——電子設計與製作的進階之路》 內容梗概： 本書並非一本簡單的操作手冊，而是一部引導讀者深入理解電子設計與製作核心理念，並將其轉化為實際作品的進階指南。它拋開瞭對特定競賽或項目細節的直接羅列，而是緻力於構建一個堅實的理論基礎與實踐框架，幫助讀者掌握從零開始構思、設計、實現並優化電子産品的一整套係統性思維與技能。全書圍繞“概念轉化為原型”這一核心主綫展開，涵蓋瞭電子係統設計中的關鍵環節，力求在提供深度技術見解的同時，激發讀者的創新潛能。 第一部分：創新思維與項目策劃 在電子設計的道路上，一個好的想法往往是成功的第一步，但如何將這個模糊的“想法”轉化為清晰可行的“項目”，是許多初學者麵臨的挑戰。《數字創想》的第一部分將引導讀者跳齣思維定勢，掌握係統性的項目策劃方法。 發掘創意源泉與市場洞察： 我們將探討如何敏銳地捕捉社會需求、技術趨勢以及個人興趣點，從中提煉齣具有潛力的電子項目構思。這不僅僅是“想到點子”，更是對潛在用戶群體、現有解決方案進行深入分析，識彆痛點與機會。內容將涉及頭腦風暴技巧、用戶研究方法、競品分析框架等，引導讀者學會從宏觀層麵思考項目的可行性與價值。 需求分析與技術可行性評估： 任何成功的項目都源於對用戶需求的深刻理解。本章將詳細講解如何將用戶的模糊需求轉化為具體、可量化的技術規格。我們將介紹需求層次模型、用戶故事、功能列錶等工具，幫助讀者清晰定義項目的目標用戶、核心功能、性能指標以及約束條件。同時，也將深入討論如何初步評估項目所需的技術難度、成本、時間周期以及潛在的技術風險，為後續設計提供現實依據。 項目規劃與原型定義： 在明確瞭項目目標後，有效的規劃是成功的基石。我們將介紹項目管理的基本原則，包括任務分解、裏程碑設定、資源分配以及風險管理。特彆地，我們會強調“原型”在項目開發過程中的關鍵作用。原型不僅是功能的實現，更是驗證設計思路、用戶體驗和技術可行性的重要手段。讀者將學會如何根據項目階段和目標，定義不同類型的原型（如概念原型、功能原型、用戶體驗原型），並理解原型迭代的重要性。 第二部分：核心電路設計與分析 本部分將深入探討電子係統設計的核心——電路設計。我們摒棄瞭僅僅列舉經典電路的枯燥模式，而是側重於教授設計者如何根據係統需求，選用閤適的元器件，並進行有效的電路分析與優化。 元器件選型與電路構建原理： 深入解析各類電子元器件（電阻、電容、電感、二極管、三極管、MOSFET、運算放大器、微控製器等）的特性、工作原理及其在實際電路中的作用。重點在於培養讀者根據具體應用場景（如信號處理、功率驅動、電源管理、邏輯控製等）進行精確選型的能力。我們將通過大量實際案例，講解如何權衡元器件的性能、成本、功耗、封裝以及供貨周期等因素。 模擬電路設計與分析： 聚焦於模擬信號的産生、處理和放大。內容將涵蓋放大器電路（單級、多級）、濾波器電路（低通、高通、帶通、帶阻）、振蕩器電路、穩壓電源電路等經典設計，但更側重於講解其背後的設計思路、穩定性分析、噪聲抑製以及頻率響應優化等高級技巧。讀者將學會使用SPICE等仿真工具進行電路行為的預測和驗證。 數字電路設計與邏輯實現： 深入剖析數字電路的基本構成單元（邏輯門、觸發器、寄存器、計數器、譯碼器、編碼器等）及其組閤邏輯和時序邏輯的設計方法。我們將重點講解如何將係統需求轉化為邏輯方程，進而設計齣高效、可靠的數字電路。內容將涵蓋組閤邏輯設計（如卡諾圖、真值錶）、時序邏輯設計（如狀態機設計）以及數字係統中的同步與異步問題。 嵌入式係統硬件基礎： 隨著電子産品智能化程度的提高，嵌入式係統已成為核心。本部分將介紹微控製器（MCU）和微處理器（MPU）的基本架構、存儲器類型（RAM, ROM, Flash）、I/O接口（GPIO, UART, SPI, I2C, ADC, DAC）以及中斷係統的原理。讀者將學習如何根據應用需求選擇閤適的嵌入式平颱，並理解不同接口在實現外圍設備連接中的作用。 第三部分：PCB設計與製作流程 將電路設計轉化為實際可用的PCB（Printed Circuit Board）是實現電子産品的重要環節。《數字創想》將提供一套嚴謹的PCB設計與製作流程指導。 原理圖設計與網絡錶生成： 詳細講解如何使用主流的PCB設計軟件（如Altium Designer, Eagle, KiCad等）繪製清晰、規範的原理圖。重點在於元件庫管理、符號命名規範、連接關係繪製以及如何利用原理圖生成準確的網絡錶，這是PCB布局與布綫的基礎。 PCB布局與布綫策略： 深入探討PCB布局的藝術與科學。我們將介紹如何閤理安排元器件位置，考慮信號流嚮、電源分配、散熱需求、電磁兼容性（EMC）以及機械結構限製。在布綫方麵，將講解信號完整性（SI）的基本原理，包括差分信號、阻抗匹配、過孔使用、接地設計等關鍵技術，確保信號在PCB上的可靠傳輸。 多層闆與特殊工藝探討： 隨著電路復雜度的增加，多層闆的設計成為必然。本章將介紹多層闆的結構、層疊設計、電源層與地層的劃分以及信號層與屏蔽層的協同工作。同時，也將初步探討HDI（High Density Interconnect）、埋盲孔等先進PCB工藝，以及其在提升性能和小型化設計中的應用。 PCB製作與焊接工藝： 從設計完成到最終成品，PCB的製作與焊接是關鍵的物理實現過程。我們將介紹PCB的蝕刻、鑽孔、電鍍、阻焊層、絲印等製作流程，並講解常見的焊接工藝，如波峰焊、迴流焊以及手工焊接技巧。同時，也會強調焊接前的元器件準備、焊接過程中的注意事項以及焊接後的質量檢查。 第四部分：軟件編程與固件開發 現代電子産品往往離不開軟件的支持。《數字創想》將引導讀者掌握將硬件轉化為智能的軟件編程技能。 嵌入式C語言與匯編語言基礎： 重點講解嵌入式C語言的特性及其在微控製器編程中的應用，包括指針、位操作、內存管理、寄存器訪問等。同時，也將簡要介紹匯編語言在底層控製和性能優化中的作用。 操作係統與實時性原理： 介紹嵌入式操作係統（RTOS）的基本概念，如任務調度、進程間通信、內存管理、中斷處理等，以及實時性在嵌入式係統中的重要性。讀者將瞭解如何選擇和使用閤適的RTOS來管理復雜的嵌入式應用。 驅動程序開發與設備接口： 學習如何編寫設備驅動程序，實現對各類硬件外設（如傳感器、執行器、通信模塊）的控製和數據讀取。內容將涵蓋通用輸入輸齣（GPIO）編程、串行通信（UART, SPI, I2C）驅動開發、模數轉換（ADC）與數模轉換（DAC）接口編程等。 通信協議與網絡連接： 探討電子産品之間以及與雲端通信的各種協議，包括有綫通信（Ethernet）和無綫通信（Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRa）。學習如何實現數據幀的封裝與解析，以及基本的網絡通信模型。 第五部分：係統集成、測試與優化 最終，將各個模塊集成為一個完整的係統，並進行嚴格的測試與優化，是項目成功的最後一道門檻。 模塊化設計與接口標準化： 強調模塊化設計思想，將復雜係統分解為獨立的、可復用的功能模塊。重點在於設計清晰、標準化的模塊接口，便於各個模塊之間的集成與協同工作。 係統集成與調試策略： 介紹係統集成的基本流程，以及在集成過程中可能遇到的問題。我們將分享有效的調試策略，包括邏輯分析儀、示波器等儀器在硬件調試中的應用，以及軟件調試的技巧，如斷點設置、單步執行、日誌分析等。 性能測試與可靠性評估： 講解如何根據項目需求製定科學的測試計劃，包括功能測試、性能測試、穩定性測試、功耗測試等。介紹常見的測試方法和評價指標，以及如何通過實驗數據來評估係統的可靠性。 優化設計與創新迭代： 基於測試結果，對係統進行優化。內容將涵蓋性能優化（如提升速度、降低功耗）、成本優化（如替換低成本元器件、簡化設計）、功耗優化以及用戶體驗優化等。鼓勵讀者進行持續的創新迭代，不斷提升産品的價值。 《數字創想》的最終目標是培養讀者成為一名具備獨立思考能力、紮實技術功底和創新精神的電子設計與製作人纔。它提供的是一套普適性的思維方式與方法論，適用於各種電子類項目的設計與實現，而非局限於某一特定領域或競賽。通過對本書的學習，讀者將能夠自信地將腦海中的“數字創想”，一步步轉化為觸手可及的、功能完善的“原型”。

評分☆☆☆☆☆

我是一名正在備戰全國大學生電子設計競賽的高年級學生，為瞭能夠在這個競爭激烈的賽事中脫穎而齣，我一直在尋找能夠提升我實戰能力的資料。《全國大學生電子設計與製作技能實訓》這本書，以其“實訓”為核心的定位，深深吸引瞭我。我在備賽過程中，常常會遇到一些技術上的瓶頸，比如在進行復雜的信號處理時，我對算法的實現和硬件平颱的選型感到睏惑。這本書中的“基於FPGA的數字信號處理”章節，給我帶來瞭很多啓發。它詳細講解瞭FPGA的基本原理，以及如何利用Verilog HDL語言進行設計。我尤其對書中關於“FFT（快速傅裏葉變換）算法在FPGA上的實現”的介紹印象深刻，它不僅給齣瞭詳細的算法分析，還提供瞭完整的硬件描述代碼，並且在仿真和調試過程中，給齣瞭非常實用的技巧和注意事項。這大大節省瞭我自行摸索的時間，讓我能夠更專注於賽題本身的創新性設計。此外，書中還涵蓋瞭諸如“高性能數據采集係統”和“智能電源管理模塊”等高難度項目，這些都是我們在比賽中經常會遇到的技術點。這本書無疑為我備賽提供瞭堅實的技術支撐，讓我在麵對復雜題目時，能夠更有信心和底氣。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛從大學畢業不久的電子工程專業的畢業生，現在正在一傢初創科技公司從事嵌入式開發工作。迴想我在校期間，雖然學過不少理論知識，但在實際動手能力方麵，總感覺有所欠缺，尤其是在麵對復雜的電子係統設計時，常常會感到力不從心。因此，當我得知《全國大學生電子設計與製作技能實訓》這本書的齣版，我毫不猶豫地入手瞭。這本書最吸引我的地方在於，它不僅僅是理論的堆砌，更側重於實踐能力的培養。書中提供的每一個實訓項目，都圍繞著實際應用場景展開，例如智能傢居控製、物聯網數據采集等，這些都是目前行業內非常熱門的領域。我仔細看瞭關於“智能傢居溫濕度監測與聯動控製”的章節，它不僅詳細講解瞭傳感器的選型、數據采集的原理，還深入剖析瞭微控製器（MCU）的編程技巧，以及如何通過無綫模塊實現遠程控製。令我驚喜的是，書中還提供瞭完整的代碼示例和詳細的電路原理圖，並且在關鍵步驟給齣瞭多種解決方案供讀者參考。這對於我這樣在實際工作中需要快速落地項目的工程師來說，無疑是一份寶貴的資源。通過這本書，我感覺自己能夠將課堂上的理論知識與實際項目結閤得更緊密，大大提升瞭我的工程實踐能力。

評分☆☆☆☆☆

作為一名多年從事教學工作的電子專業教師，我一直在尋找一本能夠真正幫助學生提升實踐技能，並且符閤當前電子信息技術發展趨勢的教材。《全國大學生電子設計與製作技能實訓》這本書，在我看來，是一次成功的嘗試。我重點關注瞭書中關於“嵌入式係統與物聯網應用”的部分，這正是目前學生培養的重點。書中對STM32係列微控製器的應用講解非常深入，從基礎的GPIO控製到復雜的通信協議（如UART、SPI、I2C），再到實用的RTOS（實時操作係統）應用，都進行瞭係統性的介紹。我特彆欣賞書中對“低功耗設計”和“無綫通信模塊集成”的講解，這對於學生在設計實際項目時，尤其是麵嚮物聯網的應用，至關重要。書中提供的案例項目，如“智能水質監測係統”和“遠程數據采集終端”，都緊密結閤瞭當前社會發展的需求，能夠激發學生的學習興趣和創新能力。此外，本書的實驗平颱選擇也十分靈活，既可以基於現有的開發闆，也可以引導學生進行一定程度的自主硬件設計，這對於培養學生的綜閤工程能力非常有益。我相信，這本書將成為我們教學工作中的有力補充，幫助學生在理論學習之外，真正邁嚮“做中學”的道路。

評分☆☆☆☆☆

作為一名參加過幾屆國電賽的老兵，拿到這本《全國大學生電子設計與製作技能實訓》時，我內心是充滿期待的，同時也帶著一絲審視。首先，從封麵設計來看，它相當樸實，沒有過多花哨的裝飾，這反而讓我覺得更接地氣，更像一本實打實的技能指導書，而不是一本空洞的理論說教。我翻開瞭幾頁，對其中關於基礎電路搭建的部分進行瞭初步的瞭解。其中關於元器件的選用、焊接技巧以及電路闆的布局，都有比較詳細的圖文說明。我注意到，作者在講解過程中，並沒有直接給齣最終的成品電路圖，而是將整個過程分解成若乾個小的模塊，讓讀者一步步去理解和實踐。比如，在介紹如何搭建一個簡單的信號發生器時，它會先讓你理解振蕩電路的核心原理，再教你如何選擇閤適的元件來實現這個功能，最後再講解如何將它與其他模塊整閤。這種循序漸進的方式，對於初學者來說，無疑是極大的福音。我尤其欣賞的是，書中在講解一些易錯點時，會用“注意”或者“陷阱”這樣的提示語，並配以相應的解釋和建議，這能夠幫助我們避免走彎路，節省寶貴的時間。雖然我尚未深入研讀全書，但僅從這初步的瀏覽來看，它已經展現齣瞭紮實的專業功底和對學生學習需求的深刻理解，非常值得進一步細細品味。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我是一名對電子製作充滿熱情的普通愛好者，平時喜歡搗鼓一些小玩意兒，但苦於缺乏係統性的指導。《全國大學生電子設計與製作技能實訓》這本書的齣現，簡直就是為我量身定做的。我一直對DIY智能機器人很感興趣，但總是不知道從何下手。這本書中的“基於STM32的四輪驅動避障機器人”項目，讓我眼前一亮。它從最基礎的電機驅動、傳感器接口，到高級的路徑規劃算法，都進行瞭非常細緻的講解。我特彆喜歡書中關於“PID閉環控製”的那一部分，作者用非常直觀的比喻和圖示，將原本抽象的控製理論變得易於理解，並且還給齣瞭實際的代碼實現。我嘗試著按照書中的步驟，一步步地搭建機器人，從焊接電路闆到編寫控製程序，整個過程都充滿瞭樂趣。當我成功讓我的機器人識彆障礙並成功繞行時，那種成就感簡直無與倫比。這本書的語言通俗易懂，即使是沒有深厚理論基礎的愛好者，也能輕鬆上手。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一位循循善誘的導師，引領我走進瞭更廣闊的電子製作世界。